[发明专利]能够避免沾污的多晶硅磷掺杂后处理清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够避免沾污的多晶硅磷掺杂后处理清洗方法，清洗彻底，降低了产品的SHORT废品率，属于微电子器件制造技术领域。

背景技术

场效应管制造过程的一个环节是多晶掺杂，也就是在栅氧化层上淀积多晶硅层，然后再淀积POCl₃(三氯氧磷)，经扩散实现磷掺杂。具体而言，通过高纯氮气携带POCl₃进入炉管中，在高温下POCl₃发生分解反应：5POCl₃→P₂O₅+3PCl₅。与此同时通入氧气，与分解产物PCl₅发生氧化反应:4PCl₅+5O₂→2P₂O₅+10Cl₂。产生的P₂O₅与所述多晶硅层表面接触并与硅原子发生氧化反应：2P₂O₅+5Si→5SiO₂+4P。生成的P原子在高温下扩散进入多晶硅层内部，实现多晶掺杂，即多晶硅磷掺杂。然而，在所述多晶掺杂过程中，由于P₂O₅与Si反应除了生成P外，还生成SiO₂，所生成的SiO₂在多晶硅层表面形成一层几百埃厚的氧化层，将该氧化层去掉的工步是多晶硅磷掺杂后处理工步的一部分。完整的多晶硅磷掺杂后处理工步包括以下步骤：首先，将完成多晶掺杂出炉的硅片用倒筐器倒入到清洗专用的泰弗隆(聚四氟乙烯材料PTFE)清洗筐中，将清洗筐放入盛有HF:H₂O＝1:10的清洗液的清洗槽中浸泡3分钟，在硅片表面发生腐蚀化学反应：SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O，从而将硅片表面的SiO₂氧化层漂掉，然后用超纯水冲洗5分钟，去掉硅片表面残余的HF和副产物SiF₄；其次，将清洗筐放入超纯H₂O₂中浸泡3分钟，以清除在包括多晶掺杂、SiO₂氧化层清除在内的各前序过程中引入的各种污染杂质，然后用超纯水冲洗5分钟，之后甩干。

现有技术存在的技术问题在于，由于H₂O₂具有强氧化作用，也会在硅片表面发生氧化反应，在硅片表面又生成一层薄的SiO₂氧化层，不可避免的是所述各种污染杂质势必有一部分会被该SiO₂氧化层所覆盖或者包裹，而该SiO₂氧化层同时还在阻止H₂O₂对污染杂质的清除，也就是说，在所述多晶硅磷掺杂后处理工步之后，依然存在沾污，即使微量沾污也会导致器件失效，因此，芯片的废品率因此而居高不下。这一难题长期困扰场效应管芯片的制造。

发明内容

本发明的目的在于，通过多晶硅磷掺杂后处理工步，更为彻底地清除在包括多晶掺杂、SiO₂氧化层清除在内的各前序过程中引入的各种污染杂质，大幅降低芯片废品率，为此，我们发明了一种能够避免沾污的多晶硅磷掺杂后处理清洗方法。

本发明之能够避免沾污的多晶硅磷掺杂后处理清洗方法首先采用摩尔比为HF:H₂O＝1:10的酸性清洗液清洗经多晶硅磷掺杂之后的硅片，在将硅片表面的SiO₂氧化层漂掉的同时去掉硅片表面残余的HF和副产物SiF₄；其特征在于，其次，采用NH₄OH:H₂O₂:H₂O的摩尔比为1:1:5、1:2:5、1:2:7这三种比例之一的碱性清洗液继续清洗硅片，所述碱性清洗液的温度为55～65℃，清洗时间为3～6分钟。